什麼是間接能隙半導體
導電帶底部與價電帶頂部的晶體動量不同的半導體。輻射復合需要聲子，發光效率低。矽與鍺。
日文名稱: 間接遷移型半導体
「間接能隙半導體」出現在2領域的2道練習題中（電子、磁性與光學材料, 玻璃與非晶質材料等）。
這個名詞所屬的領域: 電子、磁性與光學材料
能帶的谷與峰位置錯開
晶體中電子的能量隨晶體動量（波向量k）改變。間接能隙型中，導電帶最低的點（谷）與價電帶最高的點（峰）位於不同的k。矽的峰在Γ點（k = 0），谷則位於由Γ點朝X點途中約85%的位置。鍺的谷在L點。室溫的能隙，Si約1.12 eV，Ge約0.66 eV，GaP（約2.26 eV）、AlAs、鑽石也是間接能隙型。
光的吸收弱
光子的動量與電子的晶體動量相比非常小，因此光的吸收或放出時k幾乎不變。間接能隙型要吸收能隙附近的光，需要聲子同時補償動量差，機率變低。因此矽在能帶邊緣附近的吸收係數小，太陽電池需要100 µm以上厚度的基板，或以表面凹凸將光封閉的設計。由吸收係數的量測求能隙時，間接能隙型是將 (αhν)^(1/2) 對hν作圖。
發光弱、壽命長
電子與電洞放出光而復合的機率，在間接能隙型中也非常小。輻射復合係數Si比GaAs小約4個數量級，注入的電子與電洞大多經由缺陷能階的非輻射復合變成熱。這就是矽難以做成LED或雷射的原因。過去的綠色GaP發光二極體，是將電子局限在加入氮所形成的能階上，放寬動量的限制而使其發光。反之，載子壽命長在太陽電池或光偵測元件中是優點。
以矽處理光的設計
雖然光的吸收弱，矽能良好地偵測從可見光到波長約1.1 µm的光，因此是影像感測器與太陽電池的主角。使其發光的設計也在研究中，鍺的直接能隙（約0.80 eV）只比間接能隙高約0.14 eV，因此有以拉伸應變與n型高濃度摻雜使其發光的嘗試。實用的矽光子學中，一般是在光源接合InP等直接能隙型半導體，受光則使用在Si上成長的Ge。
練習間接能隙半導體的題目
矽幾乎不被用作發光二極體發光材料的主要原因為下列何者？
- A是直接能隙型半導體，電子與電洞不發光而是放出聲子並立即復合
- B能隙約3.4 eV而太大，只能發出比可見光波長更短的紫外光
- C是間接能隙型半導體，輻射復合需要聲子參與，因此發光效率低
氫化非晶矽（a-Si:H）與結晶矽性質的比較，正確者為下列何者？
- A原子排列無序，因此幾乎不吸收可見光，可取代ITO用於透明電極
- B可見光吸收係數比結晶矽大，1 µm以下的膜即可，但電子遷移率小2〜3個數量級
- C電子遷移率比結晶矽還要大，因此目前取代結晶矽而被廣泛用於高速微處理器的電晶體之中
查看答案與解析
正確答案：B. 可見光吸收係數比結晶矽大，1 µm以下的膜即可，但電子遷移率小2〜3個數量級
結晶矽是間接能隙型半導體，對可見光中波長較長的光吸收弱，因此太陽能電池通常使用厚度100 µm以上的基板。a-Si:H沒有長程週期性，躍遷前後動量守恆的限制放寬，因此可見光的吸收係數比晶體大，厚度1 µm以下的膜就能吸收光。另一方面，載子會被無序網絡形成的能帶尾端能階捕捉，因此電子遷移率約為1〜10 cm²/(V·s)，比結晶矽的約1400 cm²/(V·s)小2〜3個數量級。因此不適合高速邏輯電路，而是發揮能在約300℃大面積成膜的優點，用於液晶顯示器畫素的TFT與薄膜太陽能電池。其能隙約1.7 eV，會強烈吸收可見光，不能作為透明電極。
常見問題
直接能隙型與間接能隙型要怎麼區分？
除了能帶結構的計算或角解析光電子能譜之外，也由吸收係數的上升方式判斷。直接能隙型在吸收邊急遽變強，發光也強。間接能隙型的吸收緩慢增加，發光弱。
矽發光時會是什麼波長的光？
是對應能隙約1.12 eV、波長約1.1 µm的近紅外光。眼睛看不見，而且效率極低，因此不用於照明或顯示。
間接能隙型的矽為什麼用於太陽電池？
雖然吸收弱，但能隙大小適合太陽光，資源豐富，又能便宜地大量製造高品質的晶體。載子壽命長，在厚基板深處產生的電子與電洞也容易到達電極，這也是優點。
解析中的「間接能隙半導體」
矽是間接能隙型半導體，導電帶的底部與價電帶的頂部位於不同的晶體動量位置。
矽幾乎不被用作發光二極體發光材料的主要原因為下列何者？結晶矽是間接能隙型半導體，對可見光中波長較長的光吸收弱，因此太陽能電池通常使用厚度100 µm以上的基板。
氫化非晶矽（a-Si:H）與結晶矽性質的比較，正確者為下列何者？